淺析空分設備危險因素及對策

摘要：制氧裝置涉及氧、氮、氬等，制氧裝置實際運行過程中存在的危險有害因素主要是爆炸、火災，其次還存在中毒窒息、觸電、機械傷害、高處墜落、物體打擊、低溫、噪音等危險有害因素。通過對制氧裝置所涉及到的主要生產裝置、設備、設施和物料進行分析，辨識出制氧裝置的主要危險有害因素，對相關安全

要素進行分析，提出應采取的安全設施和對策措施，提高制氧裝置的安全管理。本文針對運行設備作單機分析，并提出改進建議。。

關鍵詞：危險因素；安全措施；安全管理

1.空壓機的危險、危害因素及對策

空壓機為空分設備提供制冷和克服阻力的壓縮空氣、精餾的原料空氣。一般小型空分設備配用活塞式；中、大型空分設備配用螺桿式或透平式；特大型空分設備采用軸流式。現代空分設備都配用無潤滑壓縮機。

1.1空壓機的危險、危害因素主要表現

（1）用油潤滑空壓機的危險、危害因素

早期的空分設備選用活塞式空壓機，氣缸用機械油潤滑。空壓機氣缸油在高溫下很易產生結炭，使空氣排出管道有效流通直徑逐漸縮小，流速不斷增大，當流速超過極限時，氣流摩擦產生的激發能量點燃結炭，就會使管道燃燒爆炸。

空壓機的氣缸油或輕餾分隨氣流帶人分子篩純化器，會引起分子篩中毒，吸附效能降低，二氧化碳吸附不徹底，不僅堵塞板翅式換熱器，影響運行周期，還會使液氧中二氧化碳增加，逐漸析出引成這些冰狀固體與冷凝蒸發器內壁摩擦很易形成靜電。

（2）對離心立，壓縮機危：害較大的因素是軸位超標

正常運行情況下，離心式壓縮機轉子葉輪兩側的軸向力是互相抵消的，不平衡的部分由平衡盤來減小軸向推動，剩余部分由止推軸承來承當。當軸向力增加，或止推軸承磨損，遇突然事故熔化的，或平衡盤后通大氣的小管堵塞，或突然斷軸時，將會產生轉子與固定件相碰的重大事故，造成軸位移嚴重偏離。

1.2空壓機危險、危害因素對策措施的建議

從上述分析來看空氣帶油是嚴重危害空分設備運轉的因素，現在空分設備制造廠新出的設備基本采用無油空壓機，但對老設備尚有不少在運行。最理想的辦法是更新設備，采用無油潤滑的壓縮機，暫時無法更新的，建議采取如下對策措施：

（1）嚴格控制氣缸潤滑油的質量，要有足夠的粘度、穩定性，不得混有機械雜質、水分、灰分、要符合19#機械油的各項指標。（2）嚴格控制潤滑油進油量，在保證氣缸不拉毛的前提下盡量減少進油量，象5L-16/50型空壓機可控制在250g/h。（3）加強空壓機日常維護，發現排氣溫度升高應查明原因，及時排除故障。定期清除閥門、管道、冷卻器的結炭、水垢，提高換熱效率，降低排氣溫度，防止結炭。（4）定期地準確地吹除油水分離器，盡量減少油水帶人純化器中。（5）關于離心式空壓機防喘振對策。首先設計中應有防喘振放散閥，一旦空壓機出口壓力接近喘振前，該閥自動打開，日常要加強保養，使其靈活好使；次之要加強設備維護保養，確保切換系統靈敏，運行正常；再是操作中注意空壓機出口壓力不得升得過高。一旦發生喘振應迅速開大防喘閥或空壓機放空閥。

2.空分塔的危險、危害因素及對策

空分塔是將空氣分離成氧、氮等的設備，空分塔最危險、危害因素是爆炸事故。爆炸的部位絕大多數發生在氧氣設備與管道上，如冷凝蒸發器、上塔下部、氧熱交換器等部位。

2.1空分塔的危險、危害因素

造成爆炸是在氧氣存在的情況下，有一定數的可燃物質，在一定引燃源能量下就會產生燃爆。可燃物是從空氣中吸人的乙炔、甲烷、乙烷、丙烯、丁烯等烴類碳氫化合物，或者由空壓機、膨脹機帶人的油脂與油裂解的輕餾分，以及化工廠區附近的氮氧化物、臭氧等易燃易爆物質；引爆源主要來于靜電引爆和沖擊引爆。

2.2防止空分塔爆炸的對策措施

（1）在氧氣站選劃：時應該注意周圍環境的空氣質量，應符合GB 16912—97《氧氣相關氣體安全技術規程》表1、表2中的規定。嚴格控制空壓機吸入口空氣中的有害雜質含量。（2）用分子篩純化器代替堿洗一干燥流程或凍結法的流程，采用13X分子篩提高吸附能力。嚴格控制純化器再生溫度和切換時間，盡可能降低進純化器前的空氣溫度，把乙炔等碳氫化合物盡可能清除在塔外。（3）加強管理，要有準確的安全操作規程。特別是對液空、液氧中的雜質，要定期分析，一旦發現超標，應加大液氧的排放量，必要時停車處理。（4）大型空分塔推廣全浸式操作法，經實踐證明是一種有效的防爆操作法，但液氧面不能太滿，若液氧溢出也會在板式或蓄冷器底部汽化，引起乙炔等碳氫化合物的濃縮。（5）加強對冷凝器蒸發器液氧流動出現死角的研究。從上塔溢流下來的液氧到液氧泵的循環或抽取1%液氧，均要流通，避免產生死角。

3.氧壓機的危險、危害因素及對策

3.1氧壓機的危險、危害因素

氧壓機最危險的因素是燃燒爆炸，造成氧壓機燃爆的原因比較復雜，主要原因如下：

（1）與氧氣接觸的零件去油不徹底，高壓氧（≥2.94MPa）碰到油脂能產生自燃、爆炸。（2）管道中有鐵銹、焊渣及涂鋅管的鋅粉帶入氣缸，活塞與氣缸摩擦產生火花而燃燒。（3）活塞環磨損，活塞體與氣缸體發生干摩擦起火。（4）用水潤滑的氧壓機斷氣缸潤滑水。此類氧壓機依*蒸餾水帶走壓縮過程的熱量，又起到潤滑作用，一旦斷水很易產生燃爆。

3.2氧壓機危險、危害因素對策措施的建議

（1）凡是與氧氣接觸的所有零件、閥門、管道、工具，都必須嚴格徹底脫脂，操作者的手、服裝應忌油。（2）在拆卸活塞桿時，應將油清洗干凈，并用四氯化碳去油后再拉出密封器，防止油脂帶人上密封器。（3）氧氣管道在安裝時，內壁應徹底除銹，到露出金屬本色為止；氧氣管最好采用不銹管，若用碳鋼管（低壓狀態）應采用氬弧焊打底，防止產生焊瘤焊渣；氧氣管無論壓力高低嚴禁采用鍍鋅鋼管。（4）在氧壓機進口管道上安裝上銅基合金的粉末過濾器，防止鐵銹等機械雜質進入氧壓機；過濾器芯子應用銅制，每季度應拆開清洗一次。

以上是我對目前我國內現有的空分裝置危險源的淺析。從事制氧工作有十余年了，經歷了許許多多大大小小的事故，血的教訓還歷歷在目。我們要充分了解生產裝置的危險因素，從最大程度上避免事故的發生。

參考文獻：

[1]《制氧工問答》《制氧技術》《制氧安全操作規程》.

作者簡介：張博（1982.1.2-），男，河北省邢臺市橋東區，學歷：大專，研究方向：制氧。